Чистый алюминий обладает такими характеристиками, как низкая плотность, низкая температура плавления и отличная пластичность. Его плотность составляет примерно одну-треть плотности железа, а его грани-кубическая структура обеспечивает ему хорошую формуемость, что позволяет легко раскатывать его в листы и экструдировать в профили. Он также демонстрирует превосходную коррозионную стойкость в природных средах. Однако чистый алюминий сам по себе имеет относительно низкую прочность, что затрудняет его непосредственное использование при обработке алюминия. Для расширения области применения промышленность усиливает его добавлением легирующих элементов и применением термической обработки, создавая ряд алюминиевых сплавов. Сохраняя преимущество легкого веса, алюминиевые сплавы достигают высокой прочности, удельная прочность которой превосходит многие легированные стали, что делает их идеальными конструкционными материалами для машиностроения, транспорта, энергетического оборудования и аэрокосмической промышленности. Фюзеляжи, обшивка, компрессоры и другие компоненты самолетов широко изготавливаются из алюминиевых сплавов. Замена сварки стали алюминиевыми сплавами позволяет снизить вес конструкции более чем на 50 %, значительно улучшив производительность оборудования.
С быстрым развитием промышленных технологий и производства спрос на механически обработанные детали из алюминия продолжает расти, что приводит к постоянному углублению технологий обработки алюминиевых сплавов. Взаимное продвижение применения материалов и технологий обработки сделало выплавку, литье, прокатку и прецизионную обработку алюминиевых сплавов ключевыми областями исследований в отрасли, предоставляя достаточно места для высокотехнологичных областей производства, таких как прецизионная обработка алюминия.
Первым важным процессом фрезерования алюминиевых деталей на станках с ЧПУ является плавка, в первую очередь для подготовки качественных слитков для последующей обработки пластмасс. В промышленном производстве обычно используются газовые-или мазутные-отражательные печи емкостью от 20 до 40 тонн. На производственных линиях меньшего размера также используются отражательные печи сопротивления емкостью около 10 тонн. Для повышения эффективности плавки и уменьшения поглощения газа и окислительных включений широко используются круговые печи с наклонной шихтой-шихтой. Процесс плавки требует-контроля в реальном времени и корректировки состава с помощью экспресс-анализатора, а защитное покрытие обеспечивается порошкообразными флюсами, в первую очередь хлоридом калия и хлоридом натрия, в дозировке от 0,4% до 2% от массы шихты. Температура плавки стабильно поддерживается на уровне 700–750 градусов.
После плавления расплавленный алюминий требует очистки и фильтрации для удаления водорода и неметаллических включений, что повышает чистоту расплавленного алюминия. Методы очистки алюминия при токарной обработке с ЧПУ делятся на твердую очистку и очистку газа. Традиционная очистка хлором эффективна, но сильно загрязняет окружающую среду; в настоящее время широко используются экологически чистые очищающие агенты, такие как смеси азота-хлора и инертные газы. Содержание кислорода и влаги в газе должно строго контролироваться на уровне ниже 0,03% и 0,3 г/м³ соответственно. Вакуумная динамическая дегазация позволяет эффективно удалить газ и натрий. В процессах фильтрации обычно используются такие материалы, как стеклянная сетка, микропористая керамика и частицы оксида алюминия, а также их можно комбинировать с электрожидкостями для глубокого удаления примесей.
В процессе литья нестандартных алюминиевых заготовок часто используется вертикальная или горизонтальная полунепрерывная разливка с водяным охлаждением-полу-. Для оптимизации микроструктуры и качества поверхности все более распространенными становятся такие передовые процессы, как электромагнитные кристаллизаторы и горячее литье-сверху. При -полунепрерывном литье с водяным охлаждением- используется кристаллизатор для быстрого охлаждения и формования; температура литья обычно на 50–110 градусов выше линии ликвидуса сплава, а скорости литья и охлаждения максимальны. С момента своего появления в середине 20-го века технология непрерывного литья и прокатки алюминиевых листов и полос стала решающим методом производства тонких листов и заготовок из алюминиевой фольги.
Обработка точеных листов и полос из алюминия сосредоточена на прокатке плоских валков, включая процессы горячей прокатки, холодной прокатки, термообработки и отделки. Перед горячей прокаткой твердые алюминиевые сплавы требуют гомогенизационной обработки при температуре немного ниже низкой температуры -плавления-эвтектической температуры, выдерживаемой в течение 12–24 часов, и при необходимости могут быть плакированы алюминием с толщиной плакирующего слоя примерно 4 % от толщины листа. Горячая прокатка обычно завершается выше температуры рекристаллизации. На крупных производственных линиях используется много-непрерывная прокатка, позволяющая перерабатывать слитки в горячекатаные- рулоны диаметром 2,5–3,5 мм с общей степенью деформации, превышающей 90%.
Холодная прокатка выполняется при комнатной температуре, что позволяет получить тонкие полосы высокой-точности и-чистоты-поверхности. В сочетании с системами гидравлического прессования и контроля формы точность размеров может достигать микронного уровня. В процессе холодной прокатки обычно используется полная масляная смазка и сегментированное охлаждение для обеспечения качества поверхности и плоскостности полосы. Последующие процессы отделки, выпрямления и выравнивания еще больше улучшают стабильность размеров алюминиевых деталей с ЧПУ. Выравнивание после закалки должно быть завершено в течение инкубационного периода старения, а деформация должна контролироваться в пределах 2%.
Превосходные комплексные свойства и зрелая система обработки алюминиевых сплавов делают их широко используемыми в алюминиевых деталях, конструкционных и функциональных деталях, обрабатываемых на станках с ЧПУ. От плавки и литья до прокатки и формовки, а затем и прецизионной механической обработки, полная технологическая цепочка поддерживает диверсифицированное производство изделий из алюминиевых сплавов и постоянно стимулирует разработку легких конструкционных компонентов для повышения точности и производительности.
Связаться с нами
Если вам нужнообработка алюминиевых деталей с ЧПУрешения, индивидуальные услуги или поддержку технологических процессов, пожалуйста, свяжитесь с нами для получения профессиональных решений.
